辽宁省沈阳市第120中学2021-2022学年高一下学期期中考试物理试题（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 辽宁省沈阳市第120中学2021-2022学年高一下学期期中考试物理试题（Word版含答案） |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 387.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-18 00:00:00 | ||
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文档简介
沈阳市第120中学2021-2022学年高一下学期期中考试
物 理
注意：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分；考试时间90分钟。
第Ⅰ卷（选择题，共48分）
一、选择题，本题共12小题，1-8题每小题4分，9-12题每小题5分共52分。在每小题给出的四个选项中，其中1-8小题只有一个选项正确，9-12小题有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但是不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1．用锤子钉一个3cm长的钉子，如钉子受到木板的阻力与钉子进入木板的深度成正比，每次锤击打时对钉子做的功相同．设第一次击钉时，钉子进入木板1cm，则要把钉子全部钉入木板还要再钉（ ）
A．2次 B．5次 C．8次 D．9次
2．一辆汽车由静止开始沿平直公路保持恒定的功率启动，假设汽车在启动过程中所受的阻力大小不变，在启动过程中利用计算机描绘出了汽车的加速度关于速度倒数的变化规律图像，如图所示，图线中标出的量均为已知量。则下列说法正确的是（ ）
A．阻力大小为 B．该汽车的最大速度为c
C．该汽车的质量大小为 D．汽车从启动到速度达到最大所需的时间为
3．湖面上有帆船正以速度匀速逆风航行。已知该船帆的有效受风面积为S，水平风速恒为，且，湖面上空气密度为ρ。则风对船帆的推力的功率为（ ）
A． B． C． D．
4．2019年1月3号“嫦娥4号”探测器实现人类首次月球背面着陆，并开展巡视探测。因月球没有大气，无法通过降落伞减速着陆，必须通过引擎喷射来实现减速。如图所示为“嫦娥4号”探测器降落月球表面过程的简化模型。质量m的探测器沿半径为r的圆轨道Ⅰ绕月运动。为使探测器安全着陆，首先在P点沿轨道切线方向向前以速度u相对探测器喷射质量为△m的物体，从而使探测器由P点沿椭圆轨道Ⅱ转至Q点（椭圆轨道与月球在Q点相切，EF是椭圆的短轴）时恰好到达月球表面附近，再次向前喷射减速着陆。已知月球质量为M、半径为R。万有引力常量为G。则下列说法正确的是（ ）
A．探测器喷射物体前在圆周轨道Ⅰ上运行时的周期为
B．在P点探测器喷射物体后速度大小变为
C．减速降落过程中，从P点沿轨道Ⅱ运行到E点所经历的时间大于
D．轨道Ⅰ上P点的加速度大于轨道Ⅱ上P点的加速度
5．如图所示为大球和小球叠放在一起、在同一竖直线上进行的超级碰撞实验，可以使小球弹起并上升到很大高度。将质量为3m的大球（在下），质量为m的小球（在上）叠放在一起，从距地面高h处由静止释放，h远大于球的半径，不计空气阻力。假设大球和地面、大球与小球的碰撞均为完全弹性碰撞，且碰撞时间极短。下列说法正确的是（ ）
A．若大球的质量远大于小球的质量，小球上升的最大高度为9h
B．小球与大球碰撞后的速度大小为
C．大球与小球碰撞后，小球上升的高度为2h
D．大球与小球碰撞后，大球上升的高度为0.25h
6．如图所示，A球的质量，B球的质量．球A以速度靠近静止在光滑的水平面上球B，并与B发生碰撞，碰撞前后两个小球的速度始终在同一条直线上。A、B两球的半径相等，下列说法正确的是（ ）
A．碰撞后B的速度可能为 B．碰撞后B的速度不可能为
C．碰撞后A的速度方向一定不变 D．碰撞后B的速度为时，A正在加速运动
7．两质量相同的小球A、B同向运动，已知，，某时刻两小球发生碰撞，碰后A、B球的动量、可能为（ ）
A．， B．，
C．， D．，
8．如图，在竖直平面内有一个半径为R且光滑的四分之一圆弧轨道AB，轨道下端B与水平面BCD相切，BC光滑且长度大于R，C点右边粗糙程度均匀且足够长。现用手捏住一根长为的匀质细杆的上端，使杆下端与A点等高，然后由静止释放杆子，让杆子保持沿轨道内下滑。不计空气阻力及杆与圆弧轨道的撞击，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．杆子前端到达C点时的速度大小为
B．杆子前端在过C点后，一直做匀减速运动
C．杆子前端在过C点后，滑行一段距离后停下来，在此过程中，若将杆子分成任意两段，其前一段对后一段的作用力大小不变
D．若杆子前端在过C点后，滑行s距离后停下，且，杆子与粗糙平面间的动摩擦因数为
9．如图（a），倾角为37°的传送带以m/s的速度逆时针匀速转动，传送带A、B之间的距离为20m，质量为kg的物块（可视为质点）自A点无初速度放上传送带。物块在传送带上运动时，其动能与位移x的关系图像（x）如图（b）所示，设物块与传送带之间的动摩擦因数为μ，物块从A运动到B所用时间为t，已知重力加速度g取10m/s2，，。则下列说法中正确的是（ ）
A． B．m C．s D． J
10．如图所示，一质量为2m、半径为R的四分之一光滑圆弧槽放在光滑的水平面上，有一质量为m的小球由槽顶端A静止释放。已知重力加速度为g，空气阻力忽略不计，在其下滑至槽末端B的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．若圆弧槽不固定，小球和槽组成的系统动量守恒
B．若圆弧槽不固定，小球水平方向移动的位移为
C．圆弧槽固定和不固定情形下，小球滑到B点时的速度之比为
D．若圆弧槽不固定，圆弧槽对地面的最大压力为6mg
11．由轻弹簧连接的质量分别为和的两个物块初始时静止于水平光滑地面上，某时刻一质量为的子弹以速度从左侧射入A并停留在其中，则以下说法正确的是（ ）
A．子弹打入木块的过程中由子弹、物块和弹簧组成的系统动量、机械能均守恒
B．弹簧弹性势能最大时，B的速度大小为
C．过程中产生的热量为
D．弹簧的最大弹性势能为
12．如图所示，A、B两个矩形木块用轻弹簧和一条与弹簧原长相等的轻绳相连，静止在水平地面上，绳不可伸长且可承受的拉力足够大，弹簧的劲度系数为k，木块A和木块B的质量均为m。现用一竖直向下的压力将木块A缓慢压缩到某位置，木块A在此位置所受的压力为F（），弹簧弹性势能为E，撤去力F后，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧恢复到原长的过程中，弹簧弹力对A、B的冲量大小相等
B．弹簧恢复到原长的过程中，弹簧弹力对A、B的冲量相同
C．当B开始运动时，A的速度大小为
D．全过程中，A上升的最大高度为
第Ⅱ卷（非选择题）
二、实验题，本题共2小题，13题6分，14题10分，共16分
13．某同学利用光电门传感器设计了一个研究小球自由下落时机械能是否守恒的实验，实验装置如图1所示，图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器．
（1）如图2所示，实验时用20分度游标卡尺测得小球直径为 cm；
（2）小球通过A的挡光时间为，通过B的挡光时间为．
（3）用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，已知当地的重力加速度为g，只需比较 是否相等，就可以证明在自由落体过程中小球的机械能是守恒的（用题目中涉及的物理量符号表示）．
（4）（双选题）为减小实验误差，可采取的方法是 ．
A．增大两挡光片宽度d B．减小两挡光片宽度d
C．增大两挡光片间距h D．减小两挡光片间距h
14．某同学用如右图所示的实验装置来验证动量守恒定律。
步骤一，先安装好仪器，在地上铺上一张白纸，白纸上铺放复写纸，记录轨道末端正下方的位置为O点。
步骤二，轨道末端先不放置小球B，让小球A多次从轨道上同一位置静止释放，记录小球A在白纸上的落点。
步骤三，轨道末端放置小球B，仍让小球A多次从轨道上的同一位置静止释放，与小球B发生碰撞后，均落到白纸上，记录两小球在白纸上的落点。
步骤四，用刻度尺测量出小球落点的平均位置M、P、N到O点的距离分别为1.5L、2L、2.5L。
回答下列问题：
（1）小球A的半径 小球B的半径，小球A的密度 小球B的密度。（均选填“大于”“等于”或“小于”）
（2）若碰撞过程动量守恒，小球A与小球B的质量之比为 ，两小球发生的是 （填“弹性”或“非弹性”）碰撞。
（3）若仅改变两小球的材质，小球质量不变，小球A释放的初始位置不变，则小球B的落点到O点的距离最大可能为 。
三、计算题，本题共3小题，15题8分，16题10分，17题14分，共32分。解答时应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确的写出数值和单位。
15．如图，光滑的水平地面上停着一个木箱和小车，木箱质量为m，小车和人的总质量为，人以对地速率v将木箱水平推出，木箱碰墙后等速反弹回来，人接住木箱后再以同样大小的速率v第二次推出木箱，木箱碰墙后又等速反弹回来…多次往复后，人将接不到木箱。求：人至少推几次将接不到木箱？
16．如图所示，质量为M的小球套在固定倾斜的光滑杆上，原长为l0的轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内。图中AO水平，BO间连线长度恰好与弹簧原长相等，且与杆垂直，O′在O的正下方，C是AO′段的中点，。当小球在A处受到平行于杆的作用力时，恰好与杆间无相互作用，且处于静止状态。撤去作用力，小球沿杆下滑过程中，弹簧始终处于弹性限度内。不计小球的半径，重力加速度为g。求：
（1）小球滑到B点时的加速度；
（2）轻质弹簧的劲度系数；
（3）小球下滑到C点时的速度。
17．某物理课外兴趣小组设计了如图所示装置，内壁光滑的半圆形槽B静止在光滑水平面上，半圆形槽的半径m。木块D紧靠在B的左侧，也放于光滑平面上，可视为质点小球C静止在半圆形槽的最低点。某时刻木块A以m/s的速度与木块D发生弹性碰撞，已知A、B、C、D的质量都是1kg，g取10m/s2，则：
（1）发生碰撞后的瞬间木块A的速度的大小和方向；
（2）小球第一次到达半圆形槽左侧的最大上升高度h；
（3）小球第一次从半圆槽右侧最大高度返回最低点时，半圆槽的速度大小。
参考答案：
1．C 2．C 3．D 4．C 5．A 6．D 7．C 8．D 9．BD 10．BCD 11．BC 12．AD
13．1.020 BC
14．等于 大于 5：1 非弹性
15．4次
【解析】
设人至少推n次将接不到木箱，设每次推出后小车和人的速率依次为、、…，设水平向右为正方向，推第一次过程，据动量守恒定律可得
推第二次过程，据动量守恒定律可得
同理可得，推第n次过程满足
联立解得
人接不到木箱的条件为
解得
故至少推4次将接不到木箱。
16．（1），方向沿杆向下；（2）；（3），方向沿杆向下
【解析】
（1）小球滑动B点时，由牛顿第二定律得
解得
方向沿杆向下。
（2）在A点，弹簧的伸长量为
对小球，由平衡条件得
联立解得
（3）由几何关系得，所以弹簧在A点和C点时弹性势能相等，并由几何知识可得小球沿杆下滑的竖直高度为。
对系统，小球从A运动到B的过程，由机械能守恒定律得
其中，解得
方向沿杆向下。
17．（1）3m/s；（2）m；（3）8m/s
物 理
注意：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分；考试时间90分钟。
第Ⅰ卷（选择题，共48分）
一、选择题，本题共12小题，1-8题每小题4分，9-12题每小题5分共52分。在每小题给出的四个选项中，其中1-8小题只有一个选项正确，9-12小题有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但是不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1．用锤子钉一个3cm长的钉子，如钉子受到木板的阻力与钉子进入木板的深度成正比，每次锤击打时对钉子做的功相同．设第一次击钉时，钉子进入木板1cm，则要把钉子全部钉入木板还要再钉（ ）
A．2次 B．5次 C．8次 D．9次
2．一辆汽车由静止开始沿平直公路保持恒定的功率启动，假设汽车在启动过程中所受的阻力大小不变，在启动过程中利用计算机描绘出了汽车的加速度关于速度倒数的变化规律图像，如图所示，图线中标出的量均为已知量。则下列说法正确的是（ ）
A．阻力大小为 B．该汽车的最大速度为c
C．该汽车的质量大小为 D．汽车从启动到速度达到最大所需的时间为
3．湖面上有帆船正以速度匀速逆风航行。已知该船帆的有效受风面积为S，水平风速恒为，且，湖面上空气密度为ρ。则风对船帆的推力的功率为（ ）
A． B． C． D．
4．2019年1月3号“嫦娥4号”探测器实现人类首次月球背面着陆，并开展巡视探测。因月球没有大气，无法通过降落伞减速着陆，必须通过引擎喷射来实现减速。如图所示为“嫦娥4号”探测器降落月球表面过程的简化模型。质量m的探测器沿半径为r的圆轨道Ⅰ绕月运动。为使探测器安全着陆，首先在P点沿轨道切线方向向前以速度u相对探测器喷射质量为△m的物体，从而使探测器由P点沿椭圆轨道Ⅱ转至Q点（椭圆轨道与月球在Q点相切，EF是椭圆的短轴）时恰好到达月球表面附近，再次向前喷射减速着陆。已知月球质量为M、半径为R。万有引力常量为G。则下列说法正确的是（ ）
A．探测器喷射物体前在圆周轨道Ⅰ上运行时的周期为
B．在P点探测器喷射物体后速度大小变为
C．减速降落过程中，从P点沿轨道Ⅱ运行到E点所经历的时间大于
D．轨道Ⅰ上P点的加速度大于轨道Ⅱ上P点的加速度
5．如图所示为大球和小球叠放在一起、在同一竖直线上进行的超级碰撞实验，可以使小球弹起并上升到很大高度。将质量为3m的大球（在下），质量为m的小球（在上）叠放在一起，从距地面高h处由静止释放，h远大于球的半径，不计空气阻力。假设大球和地面、大球与小球的碰撞均为完全弹性碰撞，且碰撞时间极短。下列说法正确的是（ ）
A．若大球的质量远大于小球的质量，小球上升的最大高度为9h
B．小球与大球碰撞后的速度大小为
C．大球与小球碰撞后，小球上升的高度为2h
D．大球与小球碰撞后，大球上升的高度为0.25h
6．如图所示，A球的质量，B球的质量．球A以速度靠近静止在光滑的水平面上球B，并与B发生碰撞，碰撞前后两个小球的速度始终在同一条直线上。A、B两球的半径相等，下列说法正确的是（ ）
A．碰撞后B的速度可能为 B．碰撞后B的速度不可能为
C．碰撞后A的速度方向一定不变 D．碰撞后B的速度为时，A正在加速运动
7．两质量相同的小球A、B同向运动，已知，，某时刻两小球发生碰撞，碰后A、B球的动量、可能为（ ）
A．， B．，
C．， D．，
8．如图，在竖直平面内有一个半径为R且光滑的四分之一圆弧轨道AB，轨道下端B与水平面BCD相切，BC光滑且长度大于R，C点右边粗糙程度均匀且足够长。现用手捏住一根长为的匀质细杆的上端，使杆下端与A点等高，然后由静止释放杆子，让杆子保持沿轨道内下滑。不计空气阻力及杆与圆弧轨道的撞击，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．杆子前端到达C点时的速度大小为
B．杆子前端在过C点后，一直做匀减速运动
C．杆子前端在过C点后，滑行一段距离后停下来，在此过程中，若将杆子分成任意两段，其前一段对后一段的作用力大小不变
D．若杆子前端在过C点后，滑行s距离后停下，且，杆子与粗糙平面间的动摩擦因数为
9．如图（a），倾角为37°的传送带以m/s的速度逆时针匀速转动，传送带A、B之间的距离为20m，质量为kg的物块（可视为质点）自A点无初速度放上传送带。物块在传送带上运动时，其动能与位移x的关系图像（x）如图（b）所示，设物块与传送带之间的动摩擦因数为μ，物块从A运动到B所用时间为t，已知重力加速度g取10m/s2，，。则下列说法中正确的是（ ）
A． B．m C．s D． J
10．如图所示，一质量为2m、半径为R的四分之一光滑圆弧槽放在光滑的水平面上，有一质量为m的小球由槽顶端A静止释放。已知重力加速度为g，空气阻力忽略不计，在其下滑至槽末端B的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．若圆弧槽不固定，小球和槽组成的系统动量守恒
B．若圆弧槽不固定，小球水平方向移动的位移为
C．圆弧槽固定和不固定情形下，小球滑到B点时的速度之比为
D．若圆弧槽不固定，圆弧槽对地面的最大压力为6mg
11．由轻弹簧连接的质量分别为和的两个物块初始时静止于水平光滑地面上，某时刻一质量为的子弹以速度从左侧射入A并停留在其中，则以下说法正确的是（ ）
A．子弹打入木块的过程中由子弹、物块和弹簧组成的系统动量、机械能均守恒
B．弹簧弹性势能最大时，B的速度大小为
C．过程中产生的热量为
D．弹簧的最大弹性势能为
12．如图所示，A、B两个矩形木块用轻弹簧和一条与弹簧原长相等的轻绳相连，静止在水平地面上，绳不可伸长且可承受的拉力足够大，弹簧的劲度系数为k，木块A和木块B的质量均为m。现用一竖直向下的压力将木块A缓慢压缩到某位置，木块A在此位置所受的压力为F（），弹簧弹性势能为E，撤去力F后，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧恢复到原长的过程中，弹簧弹力对A、B的冲量大小相等
B．弹簧恢复到原长的过程中，弹簧弹力对A、B的冲量相同
C．当B开始运动时，A的速度大小为
D．全过程中，A上升的最大高度为
第Ⅱ卷（非选择题）
二、实验题，本题共2小题，13题6分，14题10分，共16分
13．某同学利用光电门传感器设计了一个研究小球自由下落时机械能是否守恒的实验，实验装置如图1所示，图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器．
（1）如图2所示，实验时用20分度游标卡尺测得小球直径为 cm；
（2）小球通过A的挡光时间为，通过B的挡光时间为．
（3）用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，已知当地的重力加速度为g，只需比较 是否相等，就可以证明在自由落体过程中小球的机械能是守恒的（用题目中涉及的物理量符号表示）．
（4）（双选题）为减小实验误差，可采取的方法是 ．
A．增大两挡光片宽度d B．减小两挡光片宽度d
C．增大两挡光片间距h D．减小两挡光片间距h
14．某同学用如右图所示的实验装置来验证动量守恒定律。
步骤一，先安装好仪器，在地上铺上一张白纸，白纸上铺放复写纸，记录轨道末端正下方的位置为O点。
步骤二，轨道末端先不放置小球B，让小球A多次从轨道上同一位置静止释放，记录小球A在白纸上的落点。
步骤三，轨道末端放置小球B，仍让小球A多次从轨道上的同一位置静止释放，与小球B发生碰撞后，均落到白纸上，记录两小球在白纸上的落点。
步骤四，用刻度尺测量出小球落点的平均位置M、P、N到O点的距离分别为1.5L、2L、2.5L。
回答下列问题：
（1）小球A的半径 小球B的半径，小球A的密度 小球B的密度。（均选填“大于”“等于”或“小于”）
（2）若碰撞过程动量守恒，小球A与小球B的质量之比为 ，两小球发生的是 （填“弹性”或“非弹性”）碰撞。
（3）若仅改变两小球的材质，小球质量不变，小球A释放的初始位置不变，则小球B的落点到O点的距离最大可能为 。
三、计算题，本题共3小题，15题8分，16题10分，17题14分，共32分。解答时应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确的写出数值和单位。
15．如图，光滑的水平地面上停着一个木箱和小车，木箱质量为m，小车和人的总质量为，人以对地速率v将木箱水平推出，木箱碰墙后等速反弹回来，人接住木箱后再以同样大小的速率v第二次推出木箱，木箱碰墙后又等速反弹回来…多次往复后，人将接不到木箱。求：人至少推几次将接不到木箱？
16．如图所示，质量为M的小球套在固定倾斜的光滑杆上，原长为l0的轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内。图中AO水平，BO间连线长度恰好与弹簧原长相等，且与杆垂直，O′在O的正下方，C是AO′段的中点，。当小球在A处受到平行于杆的作用力时，恰好与杆间无相互作用，且处于静止状态。撤去作用力，小球沿杆下滑过程中，弹簧始终处于弹性限度内。不计小球的半径，重力加速度为g。求：
（1）小球滑到B点时的加速度；
（2）轻质弹簧的劲度系数；
（3）小球下滑到C点时的速度。
17．某物理课外兴趣小组设计了如图所示装置，内壁光滑的半圆形槽B静止在光滑水平面上，半圆形槽的半径m。木块D紧靠在B的左侧，也放于光滑平面上，可视为质点小球C静止在半圆形槽的最低点。某时刻木块A以m/s的速度与木块D发生弹性碰撞，已知A、B、C、D的质量都是1kg，g取10m/s2，则：
（1）发生碰撞后的瞬间木块A的速度的大小和方向；
（2）小球第一次到达半圆形槽左侧的最大上升高度h；
（3）小球第一次从半圆槽右侧最大高度返回最低点时，半圆槽的速度大小。
参考答案：
1．C 2．C 3．D 4．C 5．A 6．D 7．C 8．D 9．BD 10．BCD 11．BC 12．AD
13．1.020 BC
14．等于 大于 5：1 非弹性
15．4次
【解析】
设人至少推n次将接不到木箱，设每次推出后小车和人的速率依次为、、…，设水平向右为正方向，推第一次过程，据动量守恒定律可得
推第二次过程，据动量守恒定律可得
同理可得，推第n次过程满足
联立解得
人接不到木箱的条件为
解得
故至少推4次将接不到木箱。
16．（1），方向沿杆向下；（2）；（3），方向沿杆向下
【解析】
（1）小球滑动B点时，由牛顿第二定律得
解得
方向沿杆向下。
（2）在A点，弹簧的伸长量为
对小球，由平衡条件得
联立解得
（3）由几何关系得，所以弹簧在A点和C点时弹性势能相等，并由几何知识可得小球沿杆下滑的竖直高度为。
对系统，小球从A运动到B的过程，由机械能守恒定律得
其中，解得
方向沿杆向下。
17．（1）3m/s；（2）m；（3）8m/s
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